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Investigação e Desenvolvimento na Escola Naval Prof. Doutor Victor Sousa Lobo

Professor Associado na Escola Naval

1) Introdução ............................................................................................................................................1 2) Projectos institucionais.........................................................................................................................4

2.1) Classificação de sinais acústicos submarinos................................................................................5 2.2) Armas ligeiras ...............................................................................................................................8 2.3) Análise de Electroencefalogramas de Atiradores..........................................................................9 2.4) Análise de dados em sistemas de informação geográfica............................................................10 2.5) Aeronaves Autónomas Não Tripuladas.......................................................................................13 2.6) Monitorização do Estado e Previsão de Avarias .........................................................................15

3) Trabalhos individuais de professores .................................................................................................16 3.1) História Naval .............................................................................................................................16 3.2) Comportamento Organizacional..................................................................................................17 3.3) Construção Naval e Engenharia Mecânica..................................................................................18 3.4) Economia e Defesa......................................................................................................................18 3.5) Navegação e Simuladores de Navegação ....................................................................................18 3.6) Electrotecnia e Máquinas Eléctricas............................................................................................19 3.7) Sistemas de Apoio à Decisão ......................................................................................................19 3.8) Gestão de Qualidade ...................................................................................................................19

4) Trabalhos de fim de curso de alunos ..................................................................................................20 4.1) Projecto MRC – Mesa de Registo Computadorizada..................................................................20 4.2) Projecto CAMA – Conceito de Arquitectura Modular Aberta....................................................21 4.3) Software de apoio para uma estação Rádio-Naval ......................................................................22

5) Conclusão...........................................................................................................................................22 Gostaria de agradecer à comissão de redacção dos Anais do Clube Militar Naval o convite que me foi dirigido para escrever o presente artigo. Penso que o fez sobretudo por eu ser um dos elementos do Gabinete de Coordenação das Actividades de Investigação e Desenvolvimento da Escola Naval, e por ter alguma experiência nesta área, acumulada ao longo dos últimos 18 anos nesta casa. No entanto, este artigo é necessariamente a minha visão, fruto da minha vivência, e as opiniões aqui expressas só comprometem o autor. Gostaria finalmente de agradecer a todos os camaradas que me ajudaram a rever e obter os elementos necessários para este trabalho.

1) Introdução Ao longo dos últimos séculos, a Escola Naval e as suas antecedentes como instituições de ensino superior da Marinha, têm tido o privilégio de contar com professores de renome nas áreas da ciência, tecnologia, e humanidades. Considerando a Aula do Cosmógrafo Mor como precursora da actual Escola Naval, essa tradição remonta a Pedro Nunes, que se notabilizou na área da Matemática, tendo contribuído com trabalho inovador e relevante para o conhecimento da época. Já depois da Escola ter adquirido a actual designação, professores como o General Ferrugento Gonçalves (na área das máquinas marítimas), Comandante Rodrigues Gaspar (na área da química das pólvoras), ou Almirante Teixeira da Mota (na área da História), entre muitos outros, foram investigadores com trabalho reconhecido pela comunidade científica.

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No entanto, até 1986, a Escola Naval apesar de ser um estabelecimento de ensino superior, não era uma instituição universitária, e o trabalho de investigação que alguns dos seus professores realizavam era feita mais apesar de estarem na Escola Naval, do que por lá estarem. Até essa altura, a escolha dos professores, a sua avaliação e progressão na carreira (sobretudo no caso dos professores civis), as suas condições de trabalho e aquilo que a Marinha esperava deles, não estavam relacionados com a sua capacidade ou apetência para a investigação, mas apenas com o seu conhecimento da matéria e talento para formar cadetes1. Os seus trabalhos de investigação foram de carácter muito pessoal e não formaram “escola”, até porque não tinham com que a formar: a estrutura da Escola considerava que todos os professores, enquanto tal, eram pares, e não era incentivada a criação de equipas de investigação. Esta situação torna ainda mais notáveis os muito bons resultados alcançados por tantos professores dessa época.

Esta situação sofreu, pelo menos no papel, uma alteração profunda quando, em 19862, e por força de lei, a Escola Naval passou a ser uma instituição de Ensino Superior Universitário, integrada no respectivo sistema nacional. A vertente universitária da Escola Naval, que não deixará nunca de ter uma forte vertente militar e profissionalizante, implica que esta, enquanto escola, se empenhe em tarefas de investigação e desenvolvimento (I&D). A Escola Naval será necessariamente avaliada nesta vertente3. Esta nova orientação está lentamente a passar de uma intenção legislativa para uma realidade vivida no quotidiano. É uma mudança que demora tempo pois requer um novo tipo de corpo docente, um novo tipo de prioridades e meios, e sobretudo uma nova mentalidade da parte de quem está na Escola Naval, e da Marinha em geral. É reconfortante saber que o próprio Clube Militar Naval, ao editar um número especial dos seus Annaes dedicado à investigação na Marinha, tenha solicitado este artigo à Escola Naval. De facto, quando se fala de investigação e desenvolvimento na Marinha é usual pensar-se no Instituto Hidrográfico (que desde a sua fundação tem as actividades de I&D como missão), ou nas direcções técnicas, e raramente se tem em consideração a Universidade da Marinha que é a Escola Naval.

1 Os docentes que, embora não desenvolvendo actividades de I&D, são detentores de vastos conhecimentos técnicos ou científicos e reconhecidos talentos pedagógicos, também são necessários numa estrutura universitária moderna. No entanto, e apesar do grande prestígio e consideração que possam ter, não cumprem os requisitos exigidos pela carreira docente universitária, tendo por isso muitas vezes o estatuto de professores convidados. 2 Decreto Lei Nº48/86 de 13 de Março. 3 Uma pequena parte das actividades de I&D da Escola Naval já foram avaliadas pelo Conselho Nacional para Avaliação do Ensino Superior, aquando da avaliação dos cursos de Administração Naval e Marinha.

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Em 1993, o Almirante Comandante da Escola Naval4 nomeou um Coordenador das Actividades de Investigação e Desenvolvimento5. Ficou definido na altura que os professores na Escola Naval deveriam reportar anualmente as suas actividades de I&D ao coordenador, que as tentaria apoiar e promover. No entanto, e apesar de mais dois despachos do Almirante Comandante da Escola Naval nesse sentido, essa passagem de informação continua a ter lacunas, e é necessário melhorar o seu mecanismo. Logo de imediato passou a ser necessário desenvolver um conjunto de tarefas administrativas6, tendo o coordenador sido coadjuvado por outros professores. Reconhecendo essa necessidade, em 2000 é criado o Gabinete de Coordenação de Actividades de Investigação e Desenvolvimento (GCAID), que neste momento, por decisão superior, engloba professores de todos os departamentos. Este gabinete não dispõe de verbas próprias atribuídas regularmente sendo estas atribuídas pontualmente para acções concretas propostas ao Comando. Também não tem competências sobre a maior parte dos assuntos que afectam a Investigação e Desenvolvimento7. Fica assim, fundamentalmente, com as tarefas administrativas8, com a tarefa de incentivar moralmente esta área e de dar pareceres quando consultado, fazendo chegar às instâncias superiores as aspirações dos investigadores. No presente artigo, iremos debruçar-nos sobre os trabalhos de que este gabinete tem conhecimento, quer formalmente, quer através das suas próprias investigações.

Os tipos de actividades de I&D e a sua qualidade variam grandemente. Como não há uma estrutura académica estabelecida e reconhecida na Escola Naval9, não há uma autoridade que todos reconheçam que possa distinguir umas das outras. No mundo

4 Na altura, o CALM Brito e Abreu. 5 O primeiro, e até agora único Coordenador das Actividades de Investigação e Desenvolvimento é o CMG EMA RES Ferreira Neto. O Eng. Ferreira Neto tem uma vasta experiência em actividades de I&D, tendo sido durante muitos anos director do Centro de Estudos Especiais da Armada, tendo desenvolvido bastante trabalho na área de armas ligeiras, e sendo detentor de algumas patentes de armas desportivas. 6 As tarefas administrativas incluem responder a inquéritos da JNICT ou OCES, processar alguma da diversa documentação relativa a I&D que chega à Escola Naval, escrever textos para o anuário da Escola ou para apresentações, manter uma página de Internet, etc. 7 O GCAID não tem qualquer influência na selecção ou avaliação dos docentes, nem na atribuição de serviço docente ou outras tarefas, nem tem um mecanismo eficaz para promover as áreas ou trabalhos que considere mais relevantes. 8 As tarefas administrativas acabam por ser realizadas pelos poucos professores que podiam estar de facto a investigar, pois são esses os únicos que estão disponíveis e conhecem os problemas. 9 A estrutura que existe na Escola Naval, embora por vezes entendida como académica, não é baseada em critérios académicos mas sim em legislação própria. A hierarquia funcional (Comando / Director de Instrução / Coordenadores / Professores ) não é, nem tem por que ser, regida por critérios académicos.

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académico a avaliação dessa qualidade é feita acima de tudo pelos pares nacionais e internacionais, ao aceitarem ou não a publicação de artigos em revistas ou a apresentação de comunicações em congressos. Essas publicações constituem o principal (mas não único) guia pelo qual os concelhos científicos e júris de concursos e provas avaliam os diferentes professores, incentivando assim a I&D. Usando as publicações como guia, muito poucos professores da Escola poderiam de todo ser considerados universitários, e um número ainda muito mais pequeno seria considerado como tendo um curriculum normal. No entanto, para além dos condicionalismos que a Escola impõe, que afectam seriamente a disponibilidade para publicar, não tem sido incentivada uma cultura universitária, nem a consciencialização de que estes aspectos são relevantes. Infelizmente, os que praticam essa cultura são frequentemente mal compreendidos ou mesmo menosprezados. Finalmente há que ter em consideração que a especificidade militar-naval que por vezes é incorrectamente usada como desculpa e justificação de mediocridade, é de facto uma razão forte para que algum trabalho, embora de qualidade, não resulte em publicações científicas.

As actividades de I&D da Escola Naval, a diversos níveis, podem classificar-se globalmente em três tipos:

1) Projectos institucionais (ou áreas de especialização e excelência)

2) Trabalhos individuais de professores

3) Trabalhos de fim de curso de alunos

Para além disso, pontualmente têm sido realizadas algumas acções que, embora não integradas em nenhum projecto concreto, interessam a diversos investigadores como sejam alguns curtos de curta duração (Balística e Tiro, Compatibilidade Electromagnética, ou Utilização da SOMToolbox para Matlab), palestras sobre temas actuais (Wavelets, ou Minimização de classificadores baseados em protótipos) e até conferências (como o Seminário sobre Segurança, Fiabilidade, e Análise de Avarias, ou Seminário de Projecto, Construção, e Manutenção de Navios). As próprias Jornadas do Mar, embora vocacionadas para estudantes universitários e não investigadores em geral, constituem uma actividade de incentivo à investigação e desenvolvimento, para além de um excelente e prestigiado cartão de visita para a Escola Naval e para a Marinha.

2) Projectos institucionais Os projectos institucionais constituem a área nobre da I&D na Escola Naval, envolvendo vários elementos (professores e alunos), durante um período de tempo considerável. É nestes projectos que se revelam as competências da Escola em áreas específicas onde somos competitivos, e onde se podem produzir resultados duradouros. Esses resultados traduzem-se em artigos científicos e protótipos, muitos dos quais de aplicação directa na Marinha.

Estes projectos foram apreciados pelo Coordenador ou Gabinete de Coordenação das Actividades de I&D, tendo sido considerados relevantes, de qualidade, e estratégicos para o futuro da Escola Naval. Apesar deste reconhecimento, o seu desenvolvimento

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deveu-se sempre ao empenho pessoal dos investigadores envolvidos, que sendo da Marinha nunca podem deles ter outro benefício que não o prestígio e satisfação pessoal. Os quatro primeiros projectos a seguir mencionados começaram sem qualquer tipo de financiamento, embora mais tarde este tenha sido obtido com recurso ao Ministério da Ciência e Tecnologia. Os dois últimos contaram desde o início com algum financiamento por parte da Escola Naval, que permitiu adquirir o material indispensável e fazer face aos gastos decorrentes destas actividades.

Vejamos então as principais áreas nas quais têm sido desenvolvidos projectos institucionais.

2.1) Classificação de sinais acústicos submarinos O objectivo desta linha de investigação é ser capaz de identificar as fontes que geram som no oceano. A importância desta área para a operação de submarinos e para a guerra anti-submarina é óbvia: os sonares (activos ou passivos) são o único meio que um submarino tem para ver o mundo que o rodeia, e é extremamente difícil evitar que um navio emita ruídos característicos que o identificam. A capacidade de identificar o originador de um sinal acústico submarino tem ainda aplicações civis, como a classificação de cardumes, estudos sobre sismologia e vulcanologia, estudos sobre cetáceos, e até monitorização de vias de comunicação.

Há muitos problemas que se levantam para conseguir fazer esta classificação, requerendo conhecimentos em física, processamento de sinal, e reconhecimento de padrões. Os aspectos mais inovadores da abordagem seguida na Escola Naval para este problema são a utilização de determinadas técnicas de datamining10 oriundas da inteligência artificial, para fazer uma análise exploratória dos sinais captados, bem como a utilização de transformadas tempo-frequência no processamento dos mesmos.

Esta linha de investigação começou com um desafio lançado por jovem oficial submarinista11 a um Sub-Tenente da Reserva Naval12, a meio de um ameno café no Bar da Esquadrilha de Submarinos. Daí resultou que um Aspirante13 do recém criado curso de Engenheiros Navais ramo de Armas e Electrónica tivesse realizado a sua Memória de Fim de Curso construindo, com um microprocessador 8051, uma placa de aquisição de

10 Datamining pode ser definida como sendo a análise e descoberta de informação relevante em grandes volumes de dados. É uma área científica que está na confluência da Estatística com a Inteligência Artificial e Reconhecimento de padrões. Está em franca expansão e tem muitas aplicações em problemas actuais e relevantes que vão desde da detecção de sons anómalos no meio marinho a detecção de fraude em transacções bancárias ou marketing através da Internet. 11 1TEN M Gouveia e Melo 12 STEN RN Sousa Lobo. 13 ASPOF EN-AEL Bulcão Sarmento.

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sinal para digitalizar e analisar os sinais gravados em banda magnética pelo sonar dos antigos submarinhos Daphnée. A partir daí, o trabalho nesta área não parou mais, tendo sido formalizado como “Projecto CEHIA – Classificação de Efeitos Hidrofónicos usando Inteligência Artificial. Ao longo do tempo, 14 alunos colaboraram directa ou indirectamente neste projecto14. Um dos professores da Escola Naval15 usou este tema na sua tese de Mestrado (entregue em 1994) e mais tarde na de Doutoramento, e outro professor16 também trabalhou neste tema no decurso da sua tese de Doutoramento. Ao longo deste tempo desenvolveu-se muito software, realizaram-se várias gravações em ambiente controlado, desenharam-se e construíram-se vários dispositivos (desde circuitos de amplificação para hidrofones activos e passivos a filtros de sinal), e desenvolveram-se várias técnicas para desenho de classificadores, e processamento de sinal. De entre os pontos altos desta área podemos salientar as seguintes datas:

1991 – Início do trabalho nesta área.

1998 – Finalização do programa para uso operacional, intitulado DSOM98.

1999 – Gravação de conjuntos de sinais de teste no tanque acústico do GOAME.

1999 – Participação em dois projectos de investigação liderados pelo IST para detecção de transientes e desenho de modems acústicos.

2001 - Gravação de conjunto de sinais de teste ao largo de Sesimbra.

2006 – Atribuição, pela primeira vez, de financiamento para um projecto liderado e integralmente realizado na Escola Naval, pela Fundação de Ciência de Tecnologia.

Deste trabalho resultaram directamente 10 publicações, em que pelo menos um dos autores foi identificado como docente da Escola Naval:

• “Ship noise classification - A contribution to prototype based classifier design” V.Lobo, PhD. Thesis, New University of Lisbon, 2002.

• "Uncertainty in Time-Frequency Analysis", in Time-Frequency Signal Analysis and Processing, Paulo M. Oliveira and Victor N. Barroso, in B. Boashash (Editor),Prentice-Hall, November 2002.

14 Realizaram as suas memórias de fim de curso nesta área, para além do aluno já mencionado, os Aspirantes Piloto Casimiro, Ferreira Rodrigues, Marques Prates, Bergano Pica, Rocha Roboredo, Monteiro Marques, Mendes Vieira, Gonçalves Galvão, Rocha Valente e Guerra Inácio, tendo o Cadete Almas colaborado. Os Engenheiros Nuno Bandeira e Raúl Moisão da Faculdade de Ciências e Tecnologia realizaram na Escola Naval os seus projectos finais de curso, em Engenharia Informática, contribuíndo de forma significativa para o projecto. 15 Engº Sousa Lobo. 16 CFR EMT Mónica de Oliveira.

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• “Detection and Classification of Underwater Transients with Data Driven Methods Based on Time-Frequency Distributions and Non-Parametric Classifiers”, P. Oliveira, V. Lobo, V. Barroso, F. Moura-Pires, MTS/IEEE Oceans’02, Biloxi, Mississipi, USA, 2002.

• “Data Driven Underwater Transient Detection Based on Time-Frequency Distributions”,Oliveira, Paulo Mónica de; M; Barroso, Victor; Proceedings of the MTS/IEEE OCEANS2000, September 2000

• "Distributed Kohonen Networks for Passive Sonar Based Classification", V. Lobo, N. Bandeira, F. Moura-Pires, Fusion 98, Las Vegas, 1998.

• "Training a Self-organizing Map Distributed on a PVM network“, N. Bandeira , V. Lobo, F. Moura-Pires, Intenational Joint Conference on Neural Networks IEEE World Conference on Computational Intelligence, Anchorage, 1998.

• "Pruning a Classifier on a Self-organizing Map using Boolean Function Formalization", V. Lobo, N. Bandeira, F. Moura-Pires, International Joint Conference on Neural Networks – IEEE World Conference on Computational Intelligence, Anchorage, 1998.

• "Ship Recognition Using Distributed Self-organizing Maps", V. Lobo, N. Bandeira, F. Moura-Pires, Engeneering Applications of Neural Networks, Gibraltar, 1998.

• “Ship noise classification using Kohonen Networks”, V.Lobo, F. Moura-Pires, Proceedings of the EANN 95

• “Classificação de efeitos hidrofónicos usando mapas de Kohonen”, V.Lobo, Tese de Mestrado, UNL 1994

Figura 1 - Trabalho na área da classificação de sinais acústicos submarinos. À esquerda o écrã

principal do programa operacional DSOM98, ao centro a gravação de sinais no tanque acústico do GOAME, e à direita a gravação de sinais ao largo de Sesimbra.

Dado que não há nenhum professor desta área envolvido no processo de escolha e aquisição dos sistemas de sonar para os novos submarinos, a aplicação directa deste trabalho na Marinha passa actualmente por um compasso de espera. O trabalho que está a ser desenvolvido, e que se prolongará pelos próximos tempos, consiste em construir bibliotecas de programas facilmente utilizáveis para tarefas de investigação, e sobretudo em melhorar as técnicas de detecção de transientes, e tornar todo o processo computacionalmente mais eficiente.

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2.2) Armas ligeiras Esta área de investigação tem-se desenvolvido quase exclusivamente graças aos esforços continuados do CMG EMA RES Ferreira Neto, fruto da sua larga experiência como atirador olímpico. Com ele colaboraram, realizando as suas memórias de fim de curso, três alunos17. As principais inovações conseguidas referem-se à distribuição de massas em armas desportivas, ao desenho de gatilhos em armas que não são de competição, e à análise de tiro.

O aspecto de maior impacte desta investigação é sem dúvida o desenho inovador de armas desportivas. Este desenho, que foi patenteado, resulta do estudo do ressalto das armas, e levou a uma redistribuição das massas da arma que minimiza esse ressalto. Este desenho, que já foi testado em competição, pode ser aplicado no desenho de armas de guerra. Curiosamente, uma das razões para o sucesso de desenhos como o da AK47 está precisamente relacionado com este problema da distribuição de massas.

Outro aspecto importante nesta área é o desenho de gatilhos electrónicos para armas ligeiras, que embora proibidos em competição, são muito úteis para o teste das armas e podem ser usados em armas de guerra.

Finalmente, tem sido desenvolvido bastante trabalho na área da análise e monitorização do tiro ligeiro. Foi adquirido um laboratório balístico que permite medir velocidades à boca e tempos de trânsito, possibilitando um conjunto vasto de estudos. Foram desenvolvidos dois sistema para monitorizar o comportamento da arma imediatamente antes e durante o disparo: um deles usando um feixe laser, com resultados não muito animadores; outro usando acelerómetros, que provaram ser bastante eficazes.

As capacidades adquiridas nesta área levaram à formalização da primeira parceria entre a Escola Naval e uma universidade civil para um projecto de investigação. Tratou-se de um estudo sobre o comportamento de materiais compósitos ao impacto de balas de pequeno calibre, realizado pela Escola Naval, a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa, e o INEGI da Universidade do Porto.

Do trabalho nesta área resultaram ainda diversos artigos publicados em revistas de tiro, e a publicação do Glossário de Termos do Armamento pela Comissão Cultural da Marinha.

Há várias vertentes no qual se irá desenvolver o trabalho nesta área nos próximos tempos, desde a instalação de muito material de monitorização do tiro que foi transferido para a Escola Naval aquando da extinção da fábrica da INDEP, à elaboração da 2ª edição do Glossário dos Termos do Armamento, e aperfeiçoamento dos desenhos de armas já desenvolvidos.

17 Aspirantes Simões Madeira, Pinto Romano, e Reis Neves.

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2.3) Análise de Electroencefalogramas de Atiradores Esta área resultou da fusão dos conhecimentos adquiridos nas duas anteriores: a análise dos sinais acústicos, e a análise do tiro. Surgiu graças aos desafios lançados pelo Comandante Fiadeiro que, sendo artilheiro e tendo sido director do CEFA, sempre se preocupou em incentivar o estudo científico das modalidades desportivas, sobretudo a monitorização do estado de concentração dos atletas. Os primeiros trabalho nesta área, realizados como memórias de fim de curso18, consistiram no desenho e construção de um amplificador de precisão para medir ondas cerebrais, ou seja sinais electroencefalográficos, e a sua análise espectral. Seguiu-se a construção de um sistema para transmitir o sinal amplificado por rádio, de modo a permitir mobilidade ao atleta. Verificou-se que esses sinais eram fortemente afectados por potenciais induzidos por movimentos musculares, pelo que se começou a pensar em analisar electroencefalogramas (EEG) de atletas que se movimentassem pouco, como é o caso de atiradores.

Por essa altura, o Eng. Nuno Bandeira da FCT/UNL, que havia trabalhado no projecto de escuta hidrofónica sob orientação do Eng. Sousa Lobo, decidiu aceitar este novo tema para a sua tese de mestrado. Como não tínhamos conhecimentos médicos sobre EEG convidámos a Doutora Teresa Paiva, conhecida médica, professora, e investigadora da Faculdade de Medicina da Universidade de Lisboa para ser co-orientadora. Após meses de intensos trabalho começámos a gravar EEG de diversos atiradores. Contámos com a preciosa colaboração do pessoal da escotaria da Escola Naval e da equipa de tiro da Marinha, que se disponibilizaram a ser monitorizados durante os seus treinos. Obtiveram-se resultados muito interessantes que confirmaram suspeitas e apontaram critérios que podem ser usados para prever a qualidade do tiro dado o estado físico do atirador.

Infelizmente não foi possível dar continuidade a estes trabalhos. Apesar disso, o Engº Nuno Bandeira continuou a trabalhar na área da Bio-informática, estando neste momento a terminar o seu doutoramento na Universidade da Califórnia em San Diego, onde já recebeu um prémio internacional pela sua técnica de sequenciação de proteínas.

Do trabalho realizado nesta área resultaram directamente 3 publicações em que pelo menos um dos autores foi identificado como docente da Escola Naval:

• “Aplicação de Técnicas de Aprendizagem à Análise de EEG's”, Tese de mestrado, FCT/UNL, 2001

• "Analysis of EEG of shooters", N. Bandeira , V. Lobo, F. Moura-Pires, METMBS'00- Int.Conf. on Mathematical and Eng.Techniques in Medicine and Biological Sciences, Las Vegas NV , USA , 2000.

18 Aspirantes Amaral Arsénio e Mendes Simões.

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• "EEG/ECG data fusion using Self-organizing Maps", N. Bandeira , V. Lobo, F. Moura-Pires, EuroFusion99, Stratford-upon-Avon , October 1999.

Figura 2 - Alguns aspectos da gravação de EEG durante os treinos de tiro.

2.4) Análise de dados em sistemas de informação geográfica Esta linha de investigação resultou da colaboração do Prof.Doutor Sousa Lobo com o Instituto de Estatística e Gestão de Informação (ISEGI), da Universidade Nova de Lisboa. Consiste basicamente em aplicar várias técnicas oriundas da Inteligência Artificial à análise de problemas geográficos.

A principal contribuição inovadora foi o desenvolvimento de um novo tipo de rede neuronal (o GeoSOM) para construir agrupamentos de entidades georeferenciadas, de forma a que os grupos obtidos sejam tão homogéneos quanto possível e simultanemante estejam geograficamente próximos. Este tipo de ferramenta pode ser usada para fazer a segmentação de grandes áreas para gestão ambiental, para a divisão de zonas de influência, para a definição de círculos eleitorais uninominais, ou localização de recursos como pontos de abastecimento, instalações de apoio, escolas ou hospitais.

Outra questão relevante foi o estudo de problemas de localização usando mapas auto-organizados, que servem quer para decidir sobre a localização de recursos, quer para optimizar trajectos.

Finalmente, o mesmo tipo de técnicas foi usado em problemas de previsão e agrupamento em temas tão importantes como a determinação de risco de incêndio, e num conjunto de problemas teóricos que servem de benchmark para este tipo de técnicas.

Foi nesta área que a Fundação para a Ciência e Tecnologia financiou pela primeira vez um projecto coordenado por um professor da Escola Naval (embora a instituição proponente tenha sido a UNL). Foi também nesta área que foram realizados mais

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mestrados (seis)19 e o primeiro doutoramento20 orientado por um professor da Escola Naval.

Do trabalho realizado nesta área resultaram directamente 23 publicações em que pelo menos um dos autores foi identificado como docente da Escola Naval:

• “Fuzzy Classification of Geodemographic Data Using Self-Organizing Maps”, Miguel Loureiro, Victor Lobo, Fernando Bação, GIScience 2006, Münster – Germany, September 20th - 23th 2006.

• “Possibilistic Fuzzy Clustering Using Self Organizing Maps”, Miguel Loureiro, Victor Lobo, Fernando Bação, SCRA2006 - International Conference on Interdisciplinary Mathematical & Statistical Techniques, Tomar, Portugal, September 2006.

• “On the pitfalls of using hierarchical clustering for analysing data, and the advantages of using Self-Organizing Maps – The case of entrepreneurs of SME”, Victor Lobo, Aníbal Vieira, International Conference on Small And Medium Sized Enterprises: Management – Marketing – Economic Aspects, Lefkada, Greece, August 28-31 and September 1st-2nd, 2006.

• “Agrupamento do país por métodos hierárquicos e com Self-Organizing Maps (SOM)”, Aníbal Vieira, Victor Lobo, XII Jornadas de Classificação e Análise de Dados, JOCLAD 2006, Lisboa, Portugal, 6-8 April, 2006.

• “Self-organizing Maps as Substitutes for K-Means Clustering”, Bacao, F., Lobo, V., Painho, M., In: V.S. Sunderam, G. van Albada, P. Sloot, J. J. Dongarra (Eds.), International Conference on Computational Science 2005. Lecture Notes in Computer Science, Vol. 3516. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, pp. 476-483, 2005.

• “Applying Genetic Algorithms to Zone Design”, Bacao, F., Lobo, V., Painho, M.. Soft Computing - A Fusion of Foundations, Methodologies and Applications, Vol. 9, Issue 5, Springer-Verlag Heidelberg, pp. 341-348, ISSN:1432-7643, May 2005.

• “The Self-Organizing Map, the Geo-SOM, and relevant variants for geosciences”, Bacao, F., Lobo, V., Painho, M., Computers and Geosciences, Vol. 31, Nº 2, Elsevier, pp 155-163, March 2005.

• “Carto-som – Cartogram creation using self-organizing map”, Roberto Henriques, Fernando Bação, Victor Lobo, ECTQG’05 – 14th European Colloquium on Theoretical and Quantitative Geography, Tomar, Portugal, 9-13 September 2005.

19 Engª Helena Gomes, Engº Fernando Lourenço, Dr. Aníbal Vieira, Engº Roberto Henriques, Engº Paulo Carvalho, e Engº Miguel Loureiro. 20 Doutor Fernando Bação.

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• “Spatial modelling of metropolization in Portugal: Exploratory Analysis of Spatial Metropolitan Patterns”, Patrícia Abrantes, Fernando Bação, Victor Lobo, José António Tenedório, ECTQG’05 – 14th European Colloquium on Theoretical and Quantitative Geography, Tomar, Portugal, 9-13 September 2005.

• “Geo-SOM and its integration with geographic information systems”, Bação, F., Lobo, V., Painho, M., WSOM 05, 5th Workshop On Self-Organizing Maps, Paris, University Paris 1, Panthéon-Sorbonne, 5 - 8 September 2005.

• “One dimensional Self-Organizing Maps to optimize marine patrol activities”, Fernando Bacao, Victor Lobo, IEEE Conference Oceans’05 Europe, Brest, France, 20-23 June 2005.

• “Defining lines of maximum probability for the design of patrol vessel itineraries”, Fernando Bação & Victor Lobo, AGILE 2005 - The 8th AGILE Conference on GIScience, Estoril Congress Center, Estoril, Lisbon, Portugal, May 26th to 28th, 2005.

• “On the particular characteristics of spatial data and its similarities to secondary data used in data mining”, Fernando L. Bação, Victor S. Lobo, Gis Planet 2005, II International Conference & Exhibition on Geographic Information, Lisbon, May 30- June 2, 2005.

• “Exploratory GeoSpatial Data Analysis Using Self-Organizing Maps”, Fernando C. Lourenço, Victor S. Lobo, Fernando L. Bação, Gis Planet 2005, II International Conference & Exhibition on Geographic Information, Lisbon, May 30- June 2, 2005.

• “Determinação das funções de pertença em fuzzy clustering através da Matriz-U de um Self-Organizing Map”, Miguel Loureiro, Victor Lobo, Fernando Bação, Jornadas de Classificação e Análise de Dados, JOCLAD 2005, Ponta Delgada, Açores, Portugal, 20-23 April, 2005.

• “Geo-Self-Organizing Map (Geo-SOM) for Building and Exploring Homogeneous Regions”, Bação, F.; Lobo, V.; Painho, M.; in Egenhofer, M.; Miller, H.; Freksa, C. (eds.), GIScience 2004, Lecture Notes in Computer Science, Springer, Berlin,. pp. 22-37, 2004.

• “Clustering census data: comparing the performance of self-organising maps and k-means algorithms”, Fernando Bação, Victor Lobo, Marco Painho; KDNet Symposium:Knowledge-Based Services for the Public Sector, 3-4 June, Bonn, Germany, 2004.

• “The Self-Organizing Map and it’s variants as tools for geodemographical data analysis: the case of Lisbon’s Metropolitan Area”, Victor Lobo, Fernando Bação, Marco Painho; AGILE 2004, 7th AGILE conference on Geographic Information Science April 29th - May 1st, Heraklion, Greece, 2004.

• “Development of a GIS location model for treated wood waste prospecting the implementation of remediation plants in Portugal”, Helena Gomes, Alexandra Ribeiro, Victor Lobo, Workshop COST Action E22, March 22-23. Estoril, Portugal, 2004.

• “Modelo de Optimização da Localização de Unidades de Remediação de Resíduos de Madeira Tratada”, 8ª Conferência Nacional sobre Ambiente, Centro Cultural de Belém, 27-29 de Outubro de 2004.

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• “Application of clustering methods for optimizing the location of treated wood remediation units”, Helena Gomes, Victor Lobo, Alexandra Ribeiro, JOCLAD 2004 - XI Jornadas de Classificação e Análise de Dados, April 1-3, Lisbon, 2004.

• “Binary-based similarity measures for categorical data and their application in Self-Organizing Maps”, Fernando Lourenço, Victor Lobo, and Fernando Bação, JOCLAD 2004 - XI Jornadas de Classificação e Análise de Dados, Lisboa, April 1-3, 2004.

• “Análise comparativa da classificação dos concelhos de Portugal continental por métodos hierárquicos e com o método de redes neuronais de Kohonen (Self-Organizing map-SOM)”, Aníbal Vieira, Victor Lobo; JOCLAD 2004 - XI Jornadas de Classificação e Análise de Dados, Lisboa, 1 a 3 de Abril de 2004.

Figura 3 - Exemplos de análise de dados georeferenciados: agrupamento de concelhos em zonas

metropolitanas (à esquerda), e rotas óptimas de patrulha (à direita).

Nesta área de trabalho está a ser desenvolvida uma extensa biblioteca de programas de análise de dados georeferenciados, que será disponibilizada publicamente, está-se a integrar a utilização de lógica difusa na definição dos agrupamentos, e estão-se a explorar novas aplicações em previsão de crescimento urbano e localização de geo-sensores.

2.5) Aeronaves Autónomas Não Tripuladas Esta é, sem dúvida, a área com maior visibilidade na qual a Escola Naval está envolvida. Embora há muito se falasse em desenvolver veículos autónomos, só com o entusiasmo do 2TEN TN Castro Veloso e apoio do Prof.Doutor Sousa Lobo é que o projecto arrancou em 2004. Estabeleceram-se contactos com oficiais ligados à fiscalização de pescas (Comandantes de lanchas e elementos da Flotilha de Navios Patrulhas), com o departamento de Engenharia Mecânica da FCT/UNL, e com a casa de aeromodelismo Cavadas, e desenhou-se a primeira especificação para um UAV a ser desenvolvido na Escola Naval. Deverá ser uma aeronave de baixo custo, inteiramente

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autónoma (sem piloto), com um raio de acção de pelo menos 12 milhas náuticas, capaz de captar imagens georeferenciadas, e sobretudo capaz de ser operada a partir de navios pequenos, nomeadamente a partir das lanchas de fiscalização da classe Argos. O objectivo parecia demasiado ambicioso, sobretudo por causa da necessidade de aterrar numa lancha em alto mar. Fez-se um planeamento a longo prazo em três fases: demonstração de conceitos, desenvolvimento de um protótipo final, e implementação industrial e operacional.

Em 2004/2005 dois Aspirantes21, com admirável dedicação, realizaram os primeiros voos do Protoavis (a primeira ave), tendo conseguido parametrizar e testar um pequeno piloto automático desenvolvido por empresas americanas e israelitas. Depois do sucesso de conseguir voo autónomo, no ano seguinte um conjunto de 5 alunos22 dedicaram-se a adquirir, integrar e testar um conjunto de sensores que nos permitirá desenvolver o nosso próprio piloto automático. Foi também durante este ano que se testaram diversos sistemas de aterragem e se realizaram os primeiros testes no mar. Até agora realizaram-se 5 saídas para o mar, duas das quais para fazer demonstrações para o exterior da Escola. O sistema está suficientemente desenvolvido para que nas três últimas saídas não tenha havido qualquer falha na aterragem, e graças a um dia em que as condições meteorológicas estavam particularmente adversas, ficou provado que o sistema funciona mesmo nas condições limite para a operação deste tipo de lanchas.

12 mn12 mn

Figura 4 - Projecto UAV : a Escola Naval vista pelo UAV, o concetio de operação, e uma

aproximação à lancha em mau tempo

Nos próximos tempos, após a integração de todos os sensores necessários, será desenvolvido o nosso próprio piloto automático. Este começará por ter um desenho tradicional, usando técnicas bem conhecidas de controlo automático. Mais tarde tencionamos usar o UAV como base para testar novos tipos de abordagens, nomeadamente redes neuronais com aprendizagem por reforço que, embora levantando muitos problemas práticos, parecem ser uma excelente e inovadora solução para este

21 Aspirantes Rosado Gaspar e Santos Veloso. 22 Cadetes Vieira Mendes, Gonçalves Mesquita, Canhoto Mendes, Coutinho dos Santos, e Tremoceiro Paiva.

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tipo de problemas. Sob o ponto de vista de utilização quotidiana deste UAV na Marinha, o projecto aproxima-se de um estado onde será necessário envolver mais meios para passar do teste e demonstração de conceitos à elaboração do protótipo final e implementação operacional.

2.6) Monitorização do Estado e Previsão de Avarias Esta é a mais recente área de investigação, e aquela onde pela primeira vez foi efectivamente possível congregar professores de diversos departamentos. O objectivo deste trabalho, formalizado sob a sigla Projecto MECPAB – Monitorização do Estado de Condição e Previsão de Avarias de Bordo, é desenvolver técnicas que possam ser usadas para avaliar de forma contínua o estado de equipamentos de bordo e de um navio como um todo, bem como técnicas para prever a ocorrência de avarias, baseadas na medição dos parâmetros de operação. Este tipo de técnicas pode então ser usada para implementar uma política de manutenção por condição, no que é designado internacionalmente como CBM-Condition Based Maintenance. Este tipo de políticas de manutenção permitirá obter ganhos significativos, ao evitar quer os custos de intervenções desnecessárias quer paragens por falhas de sistemas.

Esta área de trabalho já foi abordada anteriormente na Escola Naval, tendo havido alguns alunos finalistas a realizar trabalhos sobre este tema (infelizmente sem coordenação e orientação continuada), e o Departamento de Engenheiros Navais – Ramo de Mecânica organizou em 1999 um seminário sobre este tema onde vários professores (incluindo participantes no actual projecto) apresentaram artigos. Um dos professores desse departamento23, iniciou mesmo um projecto nesta área, intitulado Manutenção Preditiva, que foi desenvolvido no âmbito da Direcção de Navios.

Os objectivos deste projecto são ambiciosos, pois não há consenso sobre quais as técnicas mais apropriadas, e é necessário proceder à recolha sistemática e planeada de muitos parâmetros de operação. O projecto só pode arrancar graças ao regresso ao serviço activo, na Escola Naval, do seu coordenador o CFR EMQ RES Martins Vairinhos, doutorado em Estatística e investigador de reconhecido mérito nessa área. Juntou-se a ele uma equipa composta por professores de três departamentos diferentes24. Apesar do projecto só se ter iniciado em Setembro, já foi apresentado um artigo nas Jornadas de Construção Naval do IST, e outro foi aceite para apresentação na conferência JOCLAD’2007.

Está a ser feito um levantamento dos dados de manutenção existentes na Marinha, tendo já sido recolhidos um volume muito considerável, particularmente referente à operação

23 CFR EMQ Sampaio e Castro. 24 Dois do Departamento de Armas e Electrónica (Prof.Doutor Sousa Lobo e CFR EMT Jorge Pires), dois do Departamento de Mecânica (CMG EMQ Bernardino e CTEN EN-MEC Parreira), e um do Departamento de Administração Naval (CFR AN Carvalho Silva).

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dos sistemas monitorizados pelo NAUTOS das fragatas da classe Vasco da Gama. Neste âmbito foi desenvolvido já algum software para processar a informação produzida por este sistema de modo a que possa ser integrada em bases de análise.

Para além de desenvolver bastante software de apoio à análise de dados, prevê-se que seja dado um avanço considerável na utilização de técnicas como Biplots, SOMs, e equações estruturais com variáveis latentes neste tipo de problemas. Entre as ideias que estão a ser exploradas conta-se a integração das duas primeiras técnicas (Biplots e SOMs) em ferramentas de análise, e a resolução de equações estruturais com redes neuronais. Espera-se também desenvolver um conjunto de indicadores da saúde dos sistemas e do navio em geral, nomeadamente através do conceito de lista dinâmica de trabalhos. Como resultado final, esperamos poder contar sistemas que prevejam as avarias antes de elas ocorrerem, permitindo assim uma política eficaz de CBM.

3) Trabalhos individuais de professores

Para além dos grandes projectos e áreas de intervenção da Escola Naval, os seus professores, gozando de total liberdade académica, têm realizado bastante trabalho nas suas respectivas áreas. Embora não haja grandes linhas orientadoras nem projectos formais, esses trabalhos podem ser agrupados em áreas características:

1) História Naval

2) Comportamento Organizacional

3) Construção Naval e Engenharia Mecânica

4) Economia e Defesa

5) Navegação e Simuladores de Navegação

6) Electrotecnia

3.1) História Naval A investigação em História Naval tem grandes tradições na Escola Naval, que sempre contou com oficiais verdadeiramente apaixonados pelos grandes feitos náuticos dos Portugueses. Pertencentes ao Departamento de Formação Militar-Naval (responsável pelas disciplinas desta área), do Departamento de Marinha, ou do Departamento Científico de Base, muitos desses professores têm publicado regularmente artigos de

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divulgação na Revista da Armada e nos Annaes do Clube Militar Naval. Para além disso, vários têm publicado livros e apresentado artigos em conferências nacionais e internacionais. Muitos têm também aproveitado a sua passagem pela Escola Naval para formalizarem os conhecimentos que têm, realizando os seus mestrados ou mesmo iniciando os seus doutoramentos em universidades civis. Recentemente chegaram a estar na Escola, entre professores de história naval e de navegação, três historiadores25. Talvez graças a essa abundância de gente qualificada foi estabelecida uma parceria com a Faculdade de Letras da Universidade de Lisboa para a realização de um curso de Mestrado em História Marítima, leccionado conjuntamente por essa faculdade e pela Escola Naval. Este marco foi importante, pois é primeira vez que a Escola Naval, enquanto instituição, fica formalmente associada à obtenção do grau de Mestre. Quatro oficiais de Marinha26 pertencem ao corpo docente desse mestrado, e embora três deles tenham sido professores de diversas cadeiras na Escola Naval, nenhum deles está neste momento a prestar serviço nesta unidade. Entre os professores actuais da Escola Naval continua a haver empenhamento nesta área estando o actual professor de História27 a fazer um mestrado em História da Náutica e dos Descobrimentos, e uma professora de matemática28 a fazer um mestrado em História das Ciências.

É também muito relevante que dois professores da Escola29 tenham sido seleccionados pelo Prof.Doutor Henrique Leitão para integrar a comissão responsável pela edição das obras completas de Pedro Nunes.

3.2) Comportamento Organizacional A área do Comportamento Organizacional e em particular o campo da Liderança tem vindo a adquirir cada vez mais importância na Marinha, e na formação dos seus oficiais. Desde o início da década de 90 houve vários professores da Escola Naval que fizeram mestrados nesta área, quer no Reino Unido, quer em Universidades Portuguesas. Foram também realizadas várias visitas a instituições britânicas internacionalmente reconhecidas pela excelência nesta área. Em consequência desses estudos o processo de selecção inicial e socialização dos candidatos a oficiais tem vindo a sofrer sucessivas transformações. Recentemente houve dois professores que terminaram os seus mestrados nesta área30, e actualmente um está a fazer o seu doutoramento31 e outra o seu

25 CFR FZ Semedo Matos, CFR M Costa Canas, e CTEN M Gonçalves. 26 Os oficiais indicados como docentes do Curso de Mestrado em História Marítima são o CMG M RES Rodrigues Pereira, CFR FZ RES Semedo Matos, CFR M Alves Salgado, e CFR M Costa Canas. 27 1TEN TSN Baptista Valentim. 28 2TEN TSN Ana Bastião. 29 CFR FZ Semedo Matos e CFR M Costa Canas. 30 CFR FZ Pereira Lourenço e CTEN M Lourenço Afonso. 31 CFR FZ Pacheco dos Santos.

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mestrado32. Graças ao empenho destes e outros oficiais da área, o ISCTE tem um acordo, através da Escola Naval, que permite a alunos desse instituto frequentarem cursos sobre liderança ministrados na Escola de Fuzileiros.

3.3) Construção Naval e Engenharia Mecânica O Departamento de Engenheiros Navais, ramo de Mecânica, tem contado com vários professores que realizaram os seus mestrados, ou pelo menos parte deles, na Escola Naval. Nos últimos anos, um deles realizou um mestrado em Transportes33, e dois terminaram a parte lectiva de mestrados em Mecânica34, e em Instrumentação35. Outro oficial36 trabalhou no seu doutoramento durante a sua passagem pela Escola Naval, tendo publicado nessa altura 3 artigos científicos relacionados com o colapso de estruturas. Embora pertencente ao Departamento Científico de Base, outra professora37 fez em 1999 o mestrado sob coordenação da secção autónoma de Construção Naval do IST, tendo escrito uma tese sobre Modelação de Estudos de Mar combinados na Costa Portuguesa.

3.4) Economia e Defesa O CMG ECN Silva Paulo, enquanto professor da Escola Naval, completou a sua pós-graduação em Estudos Europeus na Faculdade de Direito da Universidade de Lisboa, que veio complementar a formação adquirida com um Mestrado em Construção Naval e um MBA. Fruto do seu empenho em estudar os problemas relacionados com a economia da defesa e da indústria de defesa, orientou várias Memórias de Fim de Curso nesta área, publicou regularmente artigos sobre o tema nas revistas Nação & Defesa, Economia Pura, Revista Militar, e Annaes do Clube Militar Naval. Publicou recentemente um livro intitulado O Mercado Único da Defesa que tem sido muito apreciado e comentado.

3.5) Navegação e Simuladores de Navegação A Escola Naval passou a contar recentemente com o primeiro oficial português doutorado em Navegação38 (pela Universidade de Nottingham). Embora não como professor da Escola Naval, esse oficial tem vários trabalhos publicados sobre DGPS, tendo sido responsável pela sua implementação em Portugal. Já anteriormente, e por

32 2TEN TSN Rita Rosa. 33 CFR EMQ Garcia Belo. 34 CFR EMQ Évora Bonito. 35 CFR EMQ José Américo. 36 1TEN ECN Rodrigues Mateus. 37 2TEN TSN Batalha Henriques. 38 CTEN M Sardinha Monteiro.

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causa da aquisição do novo simulador de navegação da Marinha outros professores39 tinham colaborado com a empresa fornecedora do equipamento, contribuindo para algumas melhorias que ainda puderam ser incorporadas nesse simulador.

3.6) Electrotecnia e Máquinas Eléctricas A área das máquinas eléctricas e electrotecnia está a ter uma importância cada vez maior para a Marinha, à medida que se avança para o conceito de all electric ship. A Escola Naval não tem ficado indiferente a esse movimento, e em 2002 um dos professores40 iniciou o seu doutoramento na área das máquinas eléctricas na FCT/UNL, enquanto em 2006 outro terminou o seu mestrado na mesma área41, mas no IST.

3.7) Sistemas de Apoio à Decisão Um dos projectos recentes de I&D com mais sucesso na Marinha é o projecto SINGRAR, que desenvolveu um sistema de aconselhamento para a batalha interna em fragatas da classe Vasco da Gama. O CFR EMT Jorge Pires, actualmente professor na Escola Naval, foi um dos oficiais que esteve na origem do desenvolvimento e implementação desse sistema. Já na Escola Naval foi autor de um artigo sobre esse sistema numa conceituada revista científica de Investigação Operacional, e apresentou em conferências várias comunicações sobre o mesmo. A área dos Sistemas de Apoio à Decisão tem aliás alguma tradição na Escola Naval, sendo o Prof.Doutor Sousa Lobo responsável por cadeiras de mestrado sobre este tema na Universidade Nova de Lisboa.

3.8) Gestão de Qualidade As questões da gestão da qualidade e normas de certificação para qualidade, ambiente, segurança e higiene no trabalho são temas que têm vindo a ganhar muita importância no funcionamento das empresas e organismos públicos. Apesar de algumas destas questões terem tido as suas origens na organização militar, a adopção de normas internacionais que a Marinha se esforça por implementar não é tarefa fácil. Um dos professores da Escola está a fazer o seu Doutoramento na área da Qualidade42, e por sua iniciativa foi criado um grupo de trabalho (GIQAS), actualmente coordenado pelo CFR EMT Jorge Pires, que está a desenvolver um sistema de gestão de qualidade para a Escola Naval, tendo feito já algumas apresentações sobre o mesmo.

39 Nomeadamente o CFR M Mónica de Oliveira. 40 CFR M Mendes Dionísio. 41 CTEN EN-AEL Assunção Poitout. 42 CTEN EMQ RES Jesus Carrasqueira

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4) Trabalhos de fim de curso de alunos As memórias de fim de curso dos aspirantes (ou mais recentemente dos alunos do 4ºano) têm consituído um elemento fundamental da Investigação e Desenvolvimento na Escola Naval.

Por um lado, a sua simples existência obriga os professores a todos os anos abrirem as suas mentes para novas ideias e projectos, nas mais diversas áreas. As Memórias servem muitas vezes para explorar novos temas, servindo de algum modo como sondas para águas mais profundas. Por outro lado, há memórias “feitas por encomenda” para resolver problemas específicos da Marinha. Para conseguir objectivos mais ambiciosos, tem-se tentado agregar vários alunos em mini-projectos de forma a conseguir resultados mais ambiciosos. Finalmente tem havido cada vez mais preocupação de associar essas memórias aos projectos institucionais ou pessoais dos professores. Assim os alunos têm a oportunidade de participar em projectos relevantes, devidamente orientados, e cujo conhecimento é retido na Marinha.

Felizmente, todos os Departamentos de Formação têm feito um esforço considerável por dar mais relevância às memórias de fim de curso, tentado deixar de vez a tradição de escrever redacções sobre o tema nos últimos dias do ano lectivo. Desse esforço resultam algumas memórias de fim de curso de grande qualidade e utilidade, com impacto em diversos sectores da Marinha. Seria impossível mencionar todas as memórias do ano passado43, e muito menos as da última década, por isso vamos apenas mencionar três que tiveram mais visibilidade ou sucesso na Marinha.

4.1) Projecto MRC – Mesa de Registo Computadorizada Este projecto começou em 1995 como uma tentativa de substituir as tradicionais mesas de registo mecânicas por dispositivos baseados em projectores ou mesmo ecrãs de computador. Dois Aspirantes44 dedicaram-se de corpo e alma à concepção deste sistema. Os sistemas de informação geográfica, embora já existissem, eram pouco potentes comparados com os actuais, e requeriam recursos computacionais muito dispendiosos, pelo que foi necessário desenvolver toda uma estrutura de dados, implementada em linguagem C com grandes preocupações de eficiência. A cartografia digital estava a dar os seus primeiros passos em Portugal, e graças à boa vontade do Instituto Hidrográfico foi possível usar as primeiras linhas de costa e batiméticas disponíveis no formato S57 que estava nessa altura a ser adoptado. Foi desenvolvido hardware para fazer a interface entre este sistema e as consolas do radar KH1007, e para fazer a interface com dispositivos com saída NMEA como o GPS. Em menos de um ano

43 No entanto, em anexo, indicam-se a título de exemplo os temas das memórias realizadas no ano lectivo 2005/2006. 44 Aspirantes Costa Cavaco e Rocha Coelho.

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o sistema estava operacional e todos os seus componentes estavam a funcionar. Já depois de os alunos terem saído da Escola Naval, o projecto foi continuado com a colaboração de um dos seus autores, no âmbito do Gabinete de Software do CITAN. O sistema nunca chegou a ser usado operacionalmente como mesa de registo em navios, mas transformou-se num sistema de recolha e avaliação de exercícios navais e ferramenta de análise dos mesmos, com o nome de SIRANO. Anos mais tarde, perante o sucesso do sistema, este viria a ser adquirido pela NATO, e muitos dos leitores já terão visto screenshots de ecrãs deste sistema a propósito de diversos exercícios navais. Para além disso foram geradas versões para aplicações específicas, nomeadamente um sistema de instrução para a antiga Escola de Informações em Combate, designado AFTER (Aplicação para Formação e Treino de Exercícios de Registo).

4.2) Projecto CAMA – Conceito de Arquitectura Modular Aberta Este projecto teve origem em 2001, quando dois Aspirantes45 desenvolveram um sistema de monitorização remota para as camaratas baseado num servidor WWW. Esse sistema pretendia medir vários parâmetros, como consumo energético, luminosidade, alagamentos, etc., e disponibilizar essa informação num site de intranet. Os sensores estavam ligados a microcontroladores, que depois de fazerem a aquisição de sinal e seu pré-processamento, a transmitiam para um pequeno servidor (o TINI, da Dallas Semiconductor) também baseado num microcontrolador, que a disponibilizava na rede. O servidor era constituído por uma pequena placa com o tamanho e formato dos módulos de memória SIMM de 72 pinos, e pesava apenas alguns gramas.

O passo seguinte, que originou o projecto CAMA propriamente dito, foi dado por quatro Aspirantes46 em 2004, e por um Aspirante da República de Angola47 no ano seguinte. Consistiu em usar esses pequenos servidores TINI para ligar diversos equipamentos à rede administrativa do navio. Um dos alunos fez a interface para o Anemómetro, outro para o Odómetro, outro para medidores de nível em tanques de líquidos, e outro para um sistema de controlo de câmaras de infra-vermelhos. A informação (e nalguns casos o controlo) desses dispositivos fica assim disponível através de uma página WWW consultável por qualquer browser ligado à rede administrativa. A informação nessas páginas está identificada com um sistema XML que permite a leitura automática eficiente por outros programas, constituindo assim um sistema integrado. O acesso ao anemómetro permitiu fazer a leitura automática dos dados deste para um programa de cálculo de SHOLS para a aproximação de helicópteros. A interface com o odómetro permite a detecção automática de avarias, e consequente substituição deste por estimativas ou informação obtida por GPS.

45 Aspirantes Vale Baptista e Santana Gonçalves. 46 Aspirantes Cruz Mateus, Ribeiro Gonçalves, Pinheiro, e Barbosa do Vale. 47 Aspirante Rodrigues Neto, da República de Angola.

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Alguns componentes do sistema estão novamente a ser avaliados a bordo de uma fragata.

ArquitecturaCAMA

Intranet de bordo (TCP/IP)

SENSORESACTUADORES

xmlArquitecturaCAMA

Intranet de bordo (TCP/IP)

SENSORESACTUADORES

ArquitecturaCAMA

Intranet de bordo (TCP/IP)

SENSORESACTUADORES

xml

Figura 5 - Arquitectura CAMA: uma das placas desenvolvidas, o TINI, o esquema geral do sistema,

e o ambiente de trabalho durante o desenvolimento

4.3) Software de apoio para uma estação Rádio-Naval Este projecto surgiu de um pedido muito específico de uma Estação Rádio-Naval. Pretendia-se um sistema que se ligasse através de linhas RS232 a diversos dispositivos que usam protocolos diferentes, e que gerisse o tráfego de mensagens, ficando com um registo das operações efectuadas bem como das mensagens propriamente ditas. O sucesso deste projecto ficou certamente a dever-se ao bom entendimento entre o Oficial que requereu o projecto e foi seu co-orientador48, e o aluno49 que o conhecia bem como camarada na Escola Naval. O sistema ficou a funcionar antes do previsto, e ainda se encontra em pleno funcionamento, devidamente documentado e integrado no normal funcionamento do serviço.

5) Conclusão Verifica-se que ao longo dos últimos tempos a Escola Naval, enquanto instituição universitária, tem de facto desenvolvido um trabalho considerável na área da Investigação e Desenvolvimento, expresso em publicações científicas, protótipos, e software. Este trabalho envolveu um número considerável de professores e alunos, e contou frequentemente com a colaboração de universidades civis. Grande parte desse trabalho tem aplicação directa e imediata na nossa Marinha, sendo sem dúvida uma mais valia quer para a formação dos nossos cadetes, quer para o contínuo esforço de modernização destas seculares casas.

48 2TEN ST Silva Graça. 49 Aspirante Figueiredo dos Santos.

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Há ainda muitos problemas a resolver, e há grandes discrepâncias entre o que é entendido como Investigação e Desenvolvimento. No entanto, sempre fiéis ao lema que herdámos do Infante D.Henrique, lá vamos tentando promover o Talant de Bien Faire, confiantes que é assim que devemos servir a Marinha e o País.

ANEXO

Memórias de Fim de Curso realizadas por alunos durante o ano lectivo 2005/2006 - A adaptação ao meio aquático do pessoal da Marinha. Situação e requisitos, processos e

metodologias para o desenvolvimento (520 Dias Trindade); - A cooperação da MGP com as Forças de Segurança no combate à criminalidade (512

Fernandes Araújo); - A formação da Vela na Marinha (516 Silva Precioso); - Análise de risco à EN com base nos requisitos de segurança (528 Fialho Pires). - Análise do Projecto de Lei de utilização de Armas de Fogo por unidades navais em missões

de fiscalização (407 Sousa Vieira); - Avaliação do custo dos patrulhões (Cadete Glória Robalo); - Configuração da produção e distribuição de energia eléctrica do NPO (519 Tito Vieira); - Construção de uma máquina de moore de ensaios de fadiga (427 Pinheiro Simões); - Contributos para a gestão do fardamento (Aspirante Ana Feijão); - Controlling - aplicação à área de operações navais (Cadete Irina Cabrita); - Controlo do caímento de submersíveis através de pesos sólidos (404 Oliveira Dias); - Critérios de estabilidade para os veleiros da MGP (409 Amaral Henriques); - Custo de vida dos patrulhões (Aspirante Ana Bernardes); - Da necessidade das capacidades do sistema de Forças Naval (405 Vacas de Carvalho); - Dispositivos aeronavais para exercer a autoridade do Estado na fiscalização da ZEE

Portuguesa (428 Romaneiro Pinto); - Elementos evolutivos (406 Sousa Robalo); - Estudo da substituição do quadro geral de baixa tensão da Escola Naval (515 Pacheco

Raimundo); - Estudo de parâmetros de qualidade de Energia e sua aplicação à Escola Naval (581

Nascimento Sousa); - Estudo do motor wartsila 12v 26a (411 Pereira da Fonte); - Estudo dos parâmetros de qualidade de uma arma (418 Reis Neves); - Estudo e análise de um sistema de aquecimento de água através de painéis solares para o novo

ginásio da EN (429 Soares Grosso); - Estudo e projecto de substituição do gerador de emergência da EN (506 Silva Machado); - Exploração de satélites meteorológicos e oceanográficos - Interesses para a Marinha (416

Miguel Faria); - Fiscalização da pesca na ZEE nos Açores (410 Macedo da Silva); - Implantação do sistema SINGRAR na EN (424 Arez Gonçalves e 425 Santiago Ferreira); - ISPS Code (518 Cardoso Pereira); - Manual do Comandante (Commander's Handbook) - Bases legais de operações navais (412

Henriques Vitorino); - Missões de Paz no âmbito da CPLP (417 Pereira Eusébio); - Modelo de gestão de sobressalentes dos helicópteros (Aspirante Ângela Bento); - Modernização institucional da governação dos oceanos (Aspirante Lara Martins); - Munições guiadas por satélite (524 Campos Cavaleiro);

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- NATO Network Enabled Capability (531 Marques Araujo); - Non - Article 5 Crisis Operations (521 Almeida Valverde); - O apoio do Vessel Traffic Service para a missão da Marinha (430 Nero Luís); - O Conceito de emprego das Un de Merg. em missões de interesse público (422 Moreira

Alfarroba); - O conceito de Stealth e a sua aplicação aos navios da MGP (526 Ribeiro Fonseca); - O Destacamento de Minas como embrião da Esquadrilha de Draga-Minas (514 Caldeira

Ribeiro); - O Livro do Cadete (507 Nunes dos Santos); - O potencial estratégico do NPO (513 Góis Cancela); - Operações Navais Conjuntas (408 Amaral Pessoa); - Operational Risk Management (529 Robalo Franco); - Os Recursos Minerais na Plataforma Continental e o seu interesse para Portugal (501

Geraldes Dias); - Projecto CEHIA - Elaboração de um programa operacional em MATLAB (403

Guerra Inácio); - Projecto da instalação de sistemas de ar condicionado no internato novo (411 Falua

dos Santos); - Projecto de instalação de ar condicionado para o edifício do comando (527 Carvalho

Xavier); - Projecto e construção de um sistema de sensores para um ROV (530 Rodrigues

Quitério); - Projecto e manutenção de servidores em Linux com tecnologias da Internet (582 Lara

Francisco); - Projecto UAV - Arquitectura do sistema e processador principal (415 Vieira Neves); - Projecto UAV - Modelação e Simulação em Matlab (421 Tremoceiro Paiva); - Projecto UAV - Plataforma, missões e estação em terra (431 Gonçalves Mesquita); - Projecto UAV – Sensores (420 Canhoto Mendes); - Projecto UAV - Sistema GIS e Sistema de aterragem (426 Coutinho dos Santos); - Proposta de implementação de um modelo de armazenagem na ilha de Santiago

(Aspirante Dilva Almeida); - Protecção de navios e forças navais contra ameaças assimétricas nos portos e

fundeadouros (504 Silva Ângelo); - Reaproveitamento de óleos alimentares para produção de biodiesel na MGP (423

Baptista Duarte); - Requisitos e utilização operacional do AIS (525 Alves Velho); - Sistema de controlo interno (Aspirante Cláudia Zambeze); - Sistemas de Informação e Vigilância da ZEE portuguesa (510 Meixedo Venâncio); - Sistemas de segurança e vigilância para a Base Naval de Lisboa (432 Teles Godinho); - Terrorismo - Caracterização da situação actual portuguesa (433 Lopes de Sousa); - TG Instrução internacional (522 Ferreira Rendeiro); - Upgrade do Lynx e adequabilidade para novas missões (523 Jacinto Canto); - Utilização do Óculo de Nelson na farda portuguesa (508 Dias Pinheiro);